漏電判定装置
【課題】重地絡と雷サージとを早急に識別することが可能な漏電判定装置を提供する。
【解決手段】本漏電判定装置は、交流電路が貫通する零相変流器１０と、零相変流器１０の出力電圧から交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部２０と、漏電判定部２０により漏電が発生していると判定された場合、交流電路を遮断するための遮断信号を出力する遮断信号出力部４０と、零相変流器１０の出力電圧が所定時間以内に過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値以上に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する短時間過大電圧検出部３０と、を備える。
【解決手段】本漏電判定装置は、交流電路が貫通する零相変流器１０と、零相変流器１０の出力電圧から交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部２０と、漏電判定部２０により漏電が発生していると判定された場合、交流電路を遮断するための遮断信号を出力する遮断信号出力部４０と、零相変流器１０の出力電圧が所定時間以内に過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値以上に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する短時間過大電圧検出部３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電判定装置に関する。特に、零相変流器の検出出力に応じて、交流電路に漏電が発生したか否かを判定する漏電判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏電遮断装置は、交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心（コア）と当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルとにより構成される零相変流器（ＺＣＴ）を有し、この零相変流器の当該コイル両端の検出出力である出力電圧に応じて、当該複数の一次導体に漏電が発生したか否かを判定する。
【０００３】
一次導体のいずれかに漏電が発生した場合には、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生し、当該差異に基づく漏電電流が発生する。更に、複数の一次導体の通電電流が全体的に不平衡となるため、当該漏電電流により発生する磁束により零相変流器のコアの磁束の状態が変化する。これにより、零相変流器のコイル両端に、漏電電流に対応する誘起電圧が検出される。
【０００４】
また、一次導体のいずれにも漏電が発生していない場合には、当該複数の一次導体の通電電流のベクトル和が零であるいわゆる平衡状態である。この平衡状態においては、零相変流器のコアに磁束は存在するが、これらの磁束は互いに打ち消し合い、零相変流器により前述した様な誘起電圧は検出されない。したがって、零相変流器のコイル両端の出力電圧を検出出力として出力することで、交流電路に漏電電流が発生したか否かを判定することができる。
【０００５】
漏電電流が検出される漏電のケースとしては、通常漏電、重地絡、雷サージの３種類の状態が考えられる。通常漏電は、漏電電流の電流値が比較的小さい漏電を指す。重地絡は、漏電電流の電流値が比較的大きく、かつ、その電流値が定期的に出現する漏電を指す。雷サージは、漏電電流の電流値が比較的大きく、かつ、その電流値が一時的に出現する漏電を指す。
【０００６】
３種類の漏電のうち、通常漏電と重地絡の場合には、長時間漏電が発生することが予想されるので、交流電路を介した電力供給を早急に遮断することが好ましい。一方、雷サージの場合には、一時的に漏電が発生するのみであるので、雷サージの度に交流電路を介した電力供給を遮断することは好ましくない。
【０００７】
従来の漏電遮断器として、雷サージによる不要遮断を防止することができる漏電遮断器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この漏電遮断器は、漏電電流を検出する第１の比較器よりも閾値が大きい第３の比較器により、雷サージや重地絡による地絡電流を漏電電流から区別する。さらに、第３の比較器の出力で起動する単安定マルチバイブレータが作成する時間ゲートの期間中に、第１の比較器から３波以上のパルスが出力されるか否かを３波カウンタで検出して雷サージと重地絡とを区別する。これにより、漏電と重地絡の場合のみ遮断信号出力回路から遮断信号を出力させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−０９４１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示された漏電遮断器では、雷サージと重地絡とを区別するためには、いずれの場合であっても、電流値が比較的大きな漏電電流を３回カウントする必要がある。重地絡の場合には漏電電流が継続して流れる可能性があるので、人体保護等の観点から、より早急に重地絡であるか否かを判定することが好ましい。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、重地絡と雷サージとを早急に識別することが可能な漏電判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の漏電判定装置は、交流電路が貫通する零相変流器と、前記零相変流器の出力電圧から前記交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部と、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、前記交流電路を遮断するための遮断信号を出力する遮断信号出力部と、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する短時間過大電圧検出部と、を備える。
【００１２】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である過大電圧を検出する過大電圧検出部と、前記零相変流器の出力電圧の微分値が所定値以上である急峻波を検出する急峻波検出部と、前記過大電圧検出部により過大電圧が検出され、かつ、急峻波検出部により急峻波が検出された場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定方式変更部と、を備える。
【００１３】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、複数のダイオードが互いに逆方向に前記零相変流器と並列に挿入されたダイオード部と、前記ダイオード部の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更するダイオード電圧検出部と、を備える。
【００１４】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定処理を時延させる。
【００１５】
また、この発明において、前記漏電判定部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、を備え、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記積分部の出力電圧を低下させる。
【００１６】
また、この発明において、前記漏電判定部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、を備え、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記第３の所定電圧を大きくする。
【００１７】
また、この発明において、前記漏電判定部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、１カウント加算するカウント加算部と、前記漏電判定方式変更部により前記漏電判定方式を変更された場合、１カウント減算するカウント減算部と、前記カウント加算部により加算されるカウントと前記カウント減算部により減算されるカウントとを積算し、積算値を出力するカウント積算部と、前記カウント積算部により出力される積算値が所定値以上である場合、漏電が発生していると判定するカウント判定部と、を備える。
【００１８】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記カウント積算部により出力される積算値を低下させる。
【００１９】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達し、かつ、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第２の所定電圧よりも大きい第４の所定電圧範囲外である状態が所定時間以上継続した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する。
【００２０】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部により前記漏電判定部による漏電判定方式を変更した後、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第４の所定電圧よりも大きい第５の所定電圧範囲外である第２過大電圧を検出する第２過大電圧検出部を備え、前記遮断信号出力部が、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された場合、前記遮断信号を出力する。
【００２１】
また、この発明において、前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された状態が所定時間以上継続したことを検出する過大電圧継続検出部を備え、前記遮断信号出力部が、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記過大電圧継続検出部により前記第２過大電圧の状態が所定時間以上継続したことが検出された場合、前記遮断信号を出力する。
【００２２】
また、この発明において、前記零相変流器の出力電圧を分圧する抵抗部を備え、前記短時間過大電圧出力部が、前記抵抗部により分圧された電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、重地絡と雷サージとを早急に識別することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態における漏電判定装置の構成例を示す回路ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態における短時間過大電圧検出部の詳細構成例を示す回路ブロック図
【図３】図１に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態における漏電判定装置の構成例を示す回路ブロック図
【図５】図４に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図６】本発明の第３の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図７】図６に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図８】本発明の第３の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図９】図８に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１０】本発明の第４の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図１１】図１０に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１２】本発明の第４の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図１３】図１２に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１４】本発明の第５の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図１５】図１４に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１６】本発明の第５の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図１７】図１６に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１８】本発明の第６の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図１９】図１８に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図２０】本発明の第６の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図２１】図２０に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図２２】本発明の第７の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図２３】本発明の第７の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す漏電判定装置１００は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０、遮断信号出力部４０、を有して構成される。なお、本実施形態の漏電判定装置１００の各構成部は、アナログ回路により構成されている。
【００２７】
零相変流器１０は、三相の通電電流が流れる交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心（コア）と、当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルと、により構成される。零相変流器１０は、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生した場合には、その差異に基づく漏電電流が発生する。そして、漏電電流に対応する誘起電圧がコイルの両端に発生する。零相変流器１０は、この誘起電圧を零相変流器１０の出力電圧であるＺＣＴ出力電圧として漏電判定部２０及び短時間過大電圧検出部３０に出力する。また、零相変流器１０から電圧出力を得るために、零相変流器１０に対して並列に抵抗素子が挿入されている。
【００２８】
漏電判定部２０は、交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する。漏電判定部２０は、漏電電流検出部２１、積分部２２、積分値判定部２３、を備える。
【００２９】
漏電電流検出部２１は、比較器等により構成され、漏電電流が発生したことを検出する。ここでは、漏電電流検出部２１は、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である場合に、積分部２２へ電圧Ｈ（Ｈｉｇｈ）を出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２未満である場合に、積分部２２へ電圧Ｌ（Ｌｏｗ）を出力する。なお、電圧Ｈは電圧Ｌよりも高い。
【００３０】
積分部２２は、積分器等により構成され、漏電電流検出部２１の出力電圧を積算し、積算された電圧（積算電圧）を出力電圧として積分値判定部２３へ出力する。
【００３１】
また、積分部２２は、短時間過大電圧検出部３０の出力電圧（ここでは漏電判定方式変更部３３の出力電圧）が電圧Ｈである場合には、漏電判定部２０における漏電判定方式を変更する。漏電判定方式を変更するときには、例えば、積分部２２が、短時間過大電圧検出部３０の出力電圧が電圧Ｈであることを検出した時点で、積分値（積分電圧）を所定値だけ小さくする。また、積分部２２は、積分値を所定値小さくするのではなく、積分値判定閾値ｔｈ３を所定値だけ大きくするようにしてもよい。漏電判定方式を変更することで、ＺＣＴ出力電圧の電圧値を積算する時間の時間幅が大きくなる。つまり、短時間過大電圧検出部３０により、漏電判定部２０による漏電判定処理を時延させる。
【００３２】
積分値判定部２３は、積算された積分部２２の出力電圧である積算値及び短時間過大電圧検出部３０の出力電圧に基づいて、漏電が発生しているか否かを判定する。ここでは、積分値判定部２３は、積算値が積分値判定閾値ｔｈ３以上である場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｈを出力する。一方、積算値が積分値判定閾値ｔｈ３未満である場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｌを出力する。積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｈであることは、漏電が発生していると判定していることに相当する。
【００３３】
短時間過大電圧検出部３０は、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０は、過大電圧検出部３１、急峻波検出部３２、漏電判定方式変更部３３を備える。短時間過大電圧検出部３０により、雷サージを検出する。
【００３４】
過大電圧検出部３１は、図２に詳細を示すように比較器（ウィンドウコンパレータ）等により構成され、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値以上である場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値未満である場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｌを出力する。
【００３５】
なお、過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値は、漏電電流検出閾値ｔ２の絶対値よりも大きい。また、積分値判定閾値ｔｈ３は、漏電電流検出閾値ｔ２の絶対値よりも大きい。積分値判定閾値ｔｈ３は、例えば、漏電判定方式の変更なく漏電電流検出部２１の出力電圧として電圧Ｈが２回検出された場合に、積分電圧が積分値判定閾値ｔｈ３よりも大きくなるような値である。
【００３６】
急峻波検出部３２は、図２に詳細を示すように微分器（微分回路）等により構成され、ＺＣＴ出力電圧を微分する。そして、急峻波検出部３２は、微分された電圧が急峻波検出閾値以上である場合には、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｈを出力する。一方、微分された電圧が急峻波検出閾値未満である場合には、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｌを出力する。
【００３７】
漏電判定方式変更部３３は、ＡＮＤ回路等により構成され、過大電圧検出部３１の出力電圧と急峻波検出部３２の出力電圧との論理積に応じて、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｈ又はＬを出力する。具体的には、過大電圧検出部３１の出力電圧及び急峻波検出部３２の出力電圧がともに電圧Ｈである場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｈとなる。これ以外の場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｌとなる。漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈであることは、短時間過大電圧検出部３０が雷サージを検出したことに意味し、さらに、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更することを意味する。
【００３８】
遮断信号出力部４０は、比較器等により構成され、積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｈである場合に、電圧Ｈを出力する。一方、積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｌである場合に、電圧Ｌを出力する。つまり、遮断信号出力部４０は、漏電判定部２０により漏電が発生していると判定された場合、交流電路の電路接点を開放するための（交流電路を遮断するための）遮断信号を、上記電路接点を開放する引外しコイル（不図示）に送出する。
【００３９】
次に、漏電判定装置１００の動作を説明する。
図３は漏電判定装置１００の動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００４０】
図３の「漏電電流」は、各ケース（通常漏電、重地絡、雷サージ）における零相変流器１０に発生する漏電電流を示すものである。図３に示すように、通常漏電の場合には比較的電流値が小さな漏電電流が発生し、重地絡の場合には比較的電流値が大きくかつ周期的な漏電電流が発生し、雷サージの場合には比較的電流値が大きくかつ一時的な漏電電流が発生する。
【００４１】
図３の「ＺＣＴ出力」は、各ケースにおける漏電電流に対応する零相変流器１０の出力電圧（ＺＣＴ出力電圧）を示すものである。
【００４２】
図３の「過大電圧検出部出力」は、各ケースにおける過大電圧検出部３１の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が過大電圧検出閾値ｔｈ１（＋ｔｈ１、−ｔｈ１）の絶対値以上となったときに、過大電圧検出部３１の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４３】
図３の「急峻波検出部出力」は、各ケースにおける急峻波検出部３２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、急峻波検出部３２の出力電圧が急峻波検出閾値以上となったときに（急峻波検出閾値は不図示）、急峻波検出部３２の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４４】
図３の「漏電判定方式変更部出力」は、各ケースにおける漏電判定方式変更部３３の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、過大電圧検出部３１の出力電圧と急峻波検出部３２の出力電圧とが共に電圧Ｈとなるので、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４５】
図３の「漏電電流検出出力」は、各ケースにおける漏電電流検出部２１の出力電圧を示すものである。通常漏電、重地絡、雷サージのそれぞれの場合、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２（＋ｔｈ２、−ｔｈ２）の絶対値以上となったときに、漏電電流検出部２１の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４６】
図３の「積分出力」は、各ケースにおける積分部２２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなったときに、積分部２２は、積分値を所定値だけ小さくする。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となるタイミングが遅くなる。
【００４７】
図３の「遮断信号出力」は、各ケースにおける遮断信号出力部の出力電圧を示すものである。通常漏電及び重地絡の場合、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となったときに、遮断信号出力部４０の出力電圧は電圧Ｈとなる。一方、雷サージの場合、積分値は積分値判定閾値ｔｈ３未満のままであるので、遮断信号出力部４０の出力電圧は電圧Ｌのままである。
【００４８】
このような本実施形態の遮断判定装置１００によれば、雷サージの場合には短時間過大電圧検出部３０による作用により、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上になりにくくなる。すなわち、短時間過大検出部３０は、雷サージと判断した場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなるので、この電圧Ｈが入力される積分部２２は、例えばその入力時点での積分値を減少させる。したがって、雷サージの場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が例えば３回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００４９】
一方、通常漏電及び重地絡の場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が、雷サージよりも少ない回数である例えば２回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００５０】
このように、重地絡の場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が２回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、人体保護等を確実に行うことができる。また、雷サージの場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が３回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、交流電路が遮断されにくくなり、雷サージが発生する度に交流電路による電力供給が遮断されるという状況を回避することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図４に示す漏電判定装置１００Ｂは、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｂ、遮断信号出力部４０、を有して構成される。つまり、短時間過大電圧検出部３０Ｂ以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、短時間過大電圧検出部３０Ｂについて主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【００５２】
零相変流器１０は、ＺＣＴ出力電圧を漏電判定部２０及び短時間過大電圧検出部３０Ｂに出力する。
【００５３】
短時間過大電圧検出部３０Ｂは、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０Ｂは、ダイオード部３４、ダイオード電圧検出部３５、を備える。短時間過大電圧検出部３０Ｂにより、雷サージを検出する。
【００５４】
ダイオード部３４は、図４に示すように、零相変流器１０と並列に一対のダイオードが互いに逆向きに配設される。なお、ダイオードの数は、少なくとも２個である。ダイオード部３４の各ダイオードは、所定電圧（ダイオードスライス電圧ｔｈ５、例えば１Ｖ）以上のときにのみ、アノードからカソードへ一方向にのみ電流を流す。したがって、ダイオード部３４は、通常漏電など、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５よりも小さい場合には、電流を流さない。また、重地絡や雷サージなど、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５よりも大きい場合には、ダイオード部３４は電流を流す。この結果、重地絡の場合には、ダイオード電圧検出部３５に入力される電圧はＺＣＴ出力電圧よりも小さくなる（スライスされる）。
【００５５】
ここで、ダイオード部３４は半導体素子により構成されているので、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５以上となった時点から電流を流す時点までの間に、多少のタイムラグが発生する。そのため、雷サージの場合には、先に説明したように短時間で過大な電圧（急峻波）が発生するので、ダイオードの特性から雷サージ発生時点ではダイオード部３４が電流を流さない。したがって、雷サージ発生時点では、過大電圧が発生しているがダイオード電圧検出部３５に入力されるＺＣＴ出力電圧はスライスされない。
【００５６】
ダイオード電圧検出部３５は、比較器等により構成され、ダイオード部３４の後段において、ＺＣＴ出力電圧がダイオード電圧検出閾値ｔｈ４以上である場合に、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧がダイオード電圧検出閾値ｔｈ４未満である場合に、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｌを出力する。電圧Ｈを出力することは、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更することに相当する。
【００５７】
なお、ダイオード電圧検出閾値ｔｈ４は、ダイオードスライス電圧ｔｈ５よりも大きく、第１の実施形態における過大電圧検出閾値ｔｈ１に相当する。また、ダイオードスライス電圧ｔｈ５は、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値よりも大きい。
【００５８】
次に、漏電判定装置１００Ｂの動作を説明する。
図５は漏電判定装置１００Ｂの動作例を説明するためのタイムチャートである。図３で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００５９】
図５の「ＺＣＴ出力」は、各ケースにおける漏電電流に対応する零相変流器１０の出力電圧（ＺＣＴ出力電圧）を示すものである。このＺＣＴ出力電圧は、必要に応じてダイオード部３４によりスライスされた状態を示している。重地絡の場合、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５以上であるときに、ＺＣＴ出力電圧がスライスされている。また、雷サージの場合、ダイオードスライス電圧ｔｈ５以上のＺＣＴ出力電圧が発生しているが、急峻波であるためにＺＣＴ出力電圧がスライスされていない。
【００６０】
図５の「ダイオード電圧検出部出力」は、各ケースにおけるダイオード電圧検出部３５の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、ＺＣＴ出力電圧がダイオード電圧検出閾値ｔｈ４以上となったときに、ダイオード電圧検出部３５の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００６１】
図５の「積分出力」は、各ケースにおける積分部２２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、ダイオード電圧検出部３５の出力電圧が電圧Ｈとなった時点で、積分部２２は、積分値を所定値だけ小さくする。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となるタイミングが遅くなる。
【００６２】
このような本実施形態の遮断判定装置１００Ｂによれば、雷サージの場合には短時間過大電圧検出部３０Ｂによる作用により、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上になりにくくなる。すなわち、短時間過大検出部３０Ｂは、雷サージと判断した場合、ダイオード電圧検出部３５の出力電圧が電圧Ｈとなるので、この電圧Ｈが入力される積分部２２は、例えばその入力時点での積分値を減少させる。したがって、雷サージの場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が例えば３回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００６３】
一方、通常漏電及び重地絡の場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が、雷サージよりも少ない回数である例えば２回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００６４】
このように、重地絡の場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が２回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、人体保護等を確実に行うことができる。また、雷サージの場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が３回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、雷サージが発生する度に交流電路による電力供給が遮断されるという状況を回避することができる。
【００６５】
さらに、ダイオード部３４を用いることで、比較器のためのオペアンプや微分器のためのオペアンプが不要になるので、遮断判定装置１００Ｂの回路構成が容易になる。
【００６６】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図６に示す漏電判定装置１００Ｃ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０Ｃ、短時間過大電圧検出部３０Ｃ１、遮断信号出力部４０、を有して構成される。つまり、漏電判定部２０Ｃ、短時間過大電圧検出部３０Ｃ１以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、漏電判定部２０Ｃ及び短時間過大電圧検出部３０Ｃ１について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。なお、本実施形態の漏電判定装置１００Ｃ１の構成部には、デジタル回路が用いられている。
【００６７】
零相変流器１０は、ＺＣＴ出力電圧を漏電判定部２０Ｃ及び短時間過大電圧検出部３０Ｃ１に出力する。
【００６８】
漏電判定部２０Ｃは、交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する。漏電判定部２０Ｃは、漏電電流検出部２１、カウント加算部２４、カウント積算部２６、カウント比較部２７、を備える。
【００６９】
カウント加算部２４は、デジタル回路の加算器等により構成され、所定の電圧以上の電圧値が入力される度に、「１」を加算する。つまり、カウント加算部２４は、「＋１」をカウント積算部２６へ出力する。したがって、カウント加算部２４は、漏電電流検出部２１の出力電圧が所定電圧以上である場合に、「＋１」を出力する。なお、ここでは、漏電電流検出部２１の出力電圧が電圧Ｈのときには所定電圧以上となり、漏電電流検出部２１の出力電圧が電圧Ｌのときには所定電圧未満となるように設計されている。
【００７０】
カウント積算部２６は、デジタル回路の加算器等により構成され、カウント加算部２４の出力値と短時間過大電圧検出部３０Ｃ１のカウント減算部３７の出力値とを加算して記憶する。カウント積算部２６の初期値は「０」である。つまり、カウント積算部２６は、デジタルカウンタとして機能する。例えば、短時間過大電圧検出部３０Ｃ１のカウント減算部３７の出力値「−１」を入力すると、カウント積算部２６の記憶値を「１」だけ減算する。また、カウント加算部２４の出力値「＋１」を入力すると、カウント積算部２６の記憶値を「１」だけ加算する。
【００７１】
カウント比較部２７は、デジタル回路により構成され、カウント積算部２６の出力値（記憶値）とカウント閾値ｔｈ６とを比較する。所定値とは、例えば「２」である。カウント比較部２７は、カウント積算部２６の出力値が所定値以上である場合に、「１」を出力する。一方、カウント積算部２６の出力値が所定値未満である場合に、「０」を出力する。カウント比較部２７の出力値が「１」であることは、漏電が発生していると判定していることに相当する。
【００７２】
短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、過大電圧検出部３１、急峻波検出部３２、漏電判定方式変更部３３、カウント減算部３７、を備える。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１により、雷サージを検出する。
【００７３】
カウント減算部３７は、デジタル回路の減算器等により構成され、所定の電圧以上の電圧値が入力される度に、「１」を減算する。つまり、カウント減算部３７は、「−１」を漏電判定部２０Ｃのカウント積算部２６へ出力する。したがって、カウント減算部３７は、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が所定電圧以上である場合、「−１」を出力する。これにより、漏電判定部２０Ｃによる漏電判定方式が変更される。なお、ここでは、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈのときには所定電圧以上となり、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｌのときには所定電圧未満となるように設計されている。
【００７４】
なお、カウント閾値ｔｈ６の絶対値は、例えば「２」であり、第１の実施形態で説明した積分値判定閾値ｔｈ３に相当する。
【００７５】
次に、漏電判定装置１００Ｃ１の動作を説明する。
図７は漏電判定装置１００Ｃ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図３で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００７６】
図７の「カウント減算部出力」は、各ケースにおけるカウント減算部３７の出力値を示すものである。雷サージの場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなるので、カウント減算部３７の入力電圧が所定電圧以上となり、カウント減算部３７の出力値が「−１」となる。
【００７７】
図７の「カウント積算部出力」は、各ケースにおけるカウント積算部２６の出力値を示すものである。カウント積算部２６は、各ケースにおいて、カウント加算部２４の出力値「＋１」を入力すると、１カウント加算する。また、雷サージの場合、カウント減算部３７の出力値「−１」を入力するので、その出力値を入力した時点で、１カウント減算する。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、カウント積算部２６の出力値がカウント閾値ｔｈ６以上となるタイミングが遅くなる。
【００７８】
図７の「遮断信号出力」は、各ケースにおける遮断信号出力部の出力電圧を示すものである。通常漏電及び重地絡の場合、カウント積算部２６の出力値がカウント閾値ｔｈ６以上となったときに、遮断信号出力部４０の出力電圧が電圧Ｈとなる。一方、雷サージの場合、カウント積算部２６の出力値がカウント閾値ｔｈ６未満のままであるので、遮断信号出力部４０の出力電圧は電圧Ｌのままである。
【００７９】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｃ１によれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、漏電判定部２０Ｃにおいてデジタル回路を用いているので、例えば温度特性が改善されるため、漏電判定の精度が向上する。つまり、重地絡と雷サージとを一層高精度に識別することができる。
【００８０】
なお、図８に示すように、漏電判定装置１００Ｃ１の短時間過大電圧検出部３０Ｃ１を、第２の実施形態で説明したダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｃ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｃ２を構成してもよい。また、図９は、漏電判定装置１００Ｃ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【００８１】
（第４の実施形態）
図１０は本発明の第４の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１０に示す漏電判定装置１００Ｄ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１、遮断信号出力部４０、を有して構成される。つまり、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【００８２】
短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、過大電圧検出部３１、急峻波検出部３２、漏電判定方式変更部３３、続流電圧検出部３６、を備える。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１により、雷サージを検出する。
【００８３】
続流電圧検出部３６は、比較器等により構成され、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７以上である状態が所定時間以上継続した場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７未満であったり、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７以上であるがその状態が所定時間以上継続しなかったりした場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｌを出力する。ここでの所定時間とは、例えば、零相変流器１０の一次導体に接続されている交流電源の電源周期の１／４程度である。続流電圧検出部３６により、雷サージによる続流電圧を検出することができ、単なる瞬間的なノイズと雷サージとを区別することができる。
【００８４】
漏電判定方式変更部３３は、ＡＮＤ回路等により構成され、過大電圧検出部３１の出力電圧、急峻波検出部３２の出力電圧、及び続流電圧検出部３６の出力電圧、の論理積に応じて、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｈ又はＬを出力する。具体的には、過大電圧検出部３１の出力電圧、急峻波検出部３２の出力電圧、及び続流電圧検出部３６の出力電圧、が全て電圧Ｈである場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｈとなる。これ以外の場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｌとなる。漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈであることは、短時間過大電圧検出部３０が雷サージを検出したことに意味する。
【００８５】
なお、続流電圧検出閾値ｔｈ７の絶対値は、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値よりも大きく、過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値よりも小さい。
【００８６】
次に、漏電判定装置１００Ｄ１の動作を説明する。
図１１は漏電判定装置１００Ｄ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図３で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００８７】
図１１の「続流電圧検出部出力」は、各ケースにおける続流電圧検出部３６の出力電圧を示すものである。重地絡及び雷サージの場合には、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７以上である状態が所定時間以上継続しているので、続流電圧検出部３６の出力電圧は電圧Ｈとなる。
【００８８】
図１１の「漏電判定方式変更部出力」は、各ケースにおける漏電判定方式変更部３３の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、過大電圧検出部３１の出力電圧、急峻波検出部３２の出力電圧、続流電圧検出部３６の出力電圧、が全て電圧Ｈとなったときに、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなる。一方、重地絡の場合、続流電圧検出部３６の出力電圧が電圧Ｈとなることはあるが、過大電圧検出部３１の出力電圧と急峻波検出部３２の出力電圧とが電圧Ｈとならないので、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｌのままである。
【００８９】
図１１の「積分出力」は、各ケースにおける積分部２２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなったときに、積分部２２は、積分値を所定値だけ小さくする。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となるタイミングが遅くなる。さらに、続流電圧検出部３６の出力電圧が電圧Ｈとなるのは、雷サージによる急峻波が発生してから所定時間経過後であるので、続流電圧検出部３６を備えない場合と比較すると、積分値を減少させるタイミングが遅くなる。したがって、瞬間的な過大電圧のノイズのように、雷サージではないが同様の特性を有する信号を雷サージとは高精度に区別することができ、ノイズの場合には早急に遮断信号を出力し、雷サージの場合には遮断信号の出力を行わないようにすることができる。
【００９０】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｄ１によれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、雷サージと判定するまでに所定時間要することで、積分値を減少させるタイミングを遅らせることができる。したがって、雷サージと同様に過大電圧かつ急峻波の特性を有するノイズ等であっても、確実に雷サージと区別することができる。
【００９１】
なお、図１２に示すように、漏電判定装置１００Ｄ１の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｄ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｄ２を構成してもよい。また、図１３は、漏電判定装置１００Ｄ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【００９２】
（第５の実施形態）
図１４は本発明の第５の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１４に示す漏電判定装置１００Ｅ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１、遮断信号出力部４０、第２過大電圧検出部５０、論理和算出部６０、を有して構成される。つまり、第２過大電圧検出部５０及び論理和算出部６０以外の構成は、図１０に示した漏電判定装置１００Ｄ１と同じである。ここでは、第２過大電圧検出部５０及び論理和算出部６０について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。なお、本実施形態の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、過大電圧検出部３１の代わりに第１過大電圧検出部３１を備えているが、内容的には両者は同一なので、同一の符号を付す。
【００９３】
第２過大電圧検出部５０は、比較器等により構成され、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１の出力電圧が電圧Ｈとなった後に、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値以上である場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値未満である場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｌを出力する。
【００９４】
なお、第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値は、続流電圧検出閾値ｔｈ６の絶対値以上であり、第１過大電圧検出閾値（過大電圧検出閾値）ｔｈ１の絶対値以下である。
【００９５】
論理和算出部６０は、ＯＲ回路等により構成され、積分値判定部２３の出力電圧又は第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｈを出力する。一方、積分値判定部２３の出力電圧及び第２過大電圧検出部５０の出力電圧が共に電圧Ｌである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｌを出力する。
【００９６】
次に、漏電判定装置１００Ｅ１の動作を説明する。
図１５は漏電判定装置１００Ｅ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図１１で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００９７】
図１５の「第１過大検出部出力」は、各ケースにおける第１過大電圧検出部３１の出力電圧を示すものであり、先の図１１にて説明した「過大検出部出力」と同じである。
【００９８】
図１５の「第２過大検出部出力」は、各ケースにおける第２過大電圧検出部５０の出力電圧を示すものである。重地絡の場合には、雷サージの場合と異なり、過大な電圧が定期的に現れるが、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値以上となるのが２回目となったときに、第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００９９】
図１５の「遮断信号出力」は、遮断信号出力部４０の出力電圧を示すものである。積分値は積分値判定閾値ｔｈ３に達していなくても、第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈとなったときには、遮断信号出力部４０の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【０１００】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｅ１によれば、第４の実施形態で説明した効果に加えて、第２過大電圧検出部５０により第２過大電圧を検出した場合には重地絡が発生したと判断することができ、積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｈとなる前に、遮断信号出力部４０により遮断信号を出力することができる。したがって、重地絡による漏電電流が大きい程人体への影響が大きいと考えられるが、早急に交流電路を介した電力供給を停止させ、人体保護を実現することができる。
【０１０１】
なお、図１６に示すように、漏電判定装置１００Ｅ１の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｄ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｅ２を構成してもよい。また、図１７は、漏電判定装置１００Ｅ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【０１０２】
（第６の実施形態）
図１８は本発明の第６の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１８に示す漏電判定装置１００Ｆ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１、遮断信号出力部４０、第２過大電圧検出部５０、論理和算出部６０、過大電圧継続検出部７０、を有して構成される。つまり、過大電圧継続検出部７０以外の構成は、図１４に示した漏電判定装置１００Ｅ１と同じである。ここでは、過大電圧継続検出部７０について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【０１０３】
過大電圧継続検出部７０は、比較器等により構成され、ＺＣＴ出力電圧が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８以上である状態が所定時間以上継続した場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｈを出力する。つまり、第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈである状態が所定時間以上継続した場合に、過大電圧継続検出部７０の出力電圧が電圧Ｈとなる。一方、ＺＣＴ出力電圧が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８未満であったり、ＺＣＴ出力電圧が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８以上であるがその状態が所定時間以上継続しなかったりした場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｌを出力する。ここでの所定時間とは、例えば、零相変流器１０の一次導体に接続されている交流電源の電源周期の１／４程度である。過大電圧継続検出部７０により、重地絡による続流電圧を検出することができ、単なる瞬間的なノイズと重地絡とを区別することができる。
【０１０４】
論理和算出部６０は、ＯＲ回路等により構成され、積分値判定部２３の出力電圧又は過大電圧継続検出部７０の出力電圧が電圧Ｈである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｈを出力する。一方、積分値判定部２３の出力電圧及び過大電圧継続検出部７０の出力電圧が共に電圧Ｌである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｌを出力する。
【０１０５】
次に、漏電判定装置１００Ｆ１の動作を説明する。
図１９は漏電判定装置１００Ｆ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図１５で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【０１０６】
図１９の「過大電圧継続検出部出力」は、各ケースにおける過大電圧継続検出部７０の出力電圧を示すものである。重地絡の場合には、雷サージの場合と異なり、過大な電圧が定期的に現れる。ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値以上となるのが２回目であり、かつ、その状態が所定時間以上継続したときに、過大電圧継続検出部７０の出力電圧が電圧Ｈとなる。したがって、第５の実施形態の漏電判定装置１００Ｅ１と比較すると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力されるタイミングが遅くなることになる。
【０１０７】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｆ１によれば、第２過大電圧検出部５０と過大電圧継続検出部７０とを備えない場合と比較すると、重地絡が発生したことを早急に認識することができる。また、重地絡に瞬間的なノイズが重畳されると、重地絡が雷サージと誤判定されて、漏電判定されにくいように漏電判定方式が変更されてしまう可能性がある。このような場合であっても、過大電圧継続検出部７０を備えることで、重地絡であることを確実に認識することができる。
【０１０８】
なお、図２０に示すように、漏電判定装置１００Ｆ１の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｄ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｆ２を構成してもよい。また、図２１は、漏電判定装置１００Ｆ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【０１０９】
（第７の実施形態）
図２２は本発明の第７の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図２２に示す漏電判定装置１００Ｇ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０、遮断信号出力部４０、第１抵抗部８０、第２抵抗部９０、を有して構成される。つまり、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【０１１０】
第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０等の抵抗部は、それぞれ抵抗素子等により構成され、ＺＣＴ出力電圧を分圧する。つまり、重地絡や雷サージにより過大な電圧が過大電圧検出部３１に入力されることで、後段の電子回路を破壊する可能性があるが、ＺＣＴ出力電圧を分圧することで、電子回路を保護することができる。なお、分圧用の抵抗部は、２つに限られない。
【０１１１】
短時間過大電圧検出部３０は、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０により分圧された電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外（ここでは過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値以上）に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。
【０１１２】
次に、漏電判定装置１００Ｇ１の動作を説明する。
漏電判定装置１００Ｇ１の動作例を説明するためのタイムチャートは、図３と同様である。ただし、ＺＣＴ出力電圧が分圧されるので、その分だけＺＣＴ出力電圧は小さくなる。
【０１１３】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｇ１によれば、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０を備えることで、重地絡や雷サージが発生した場合であっても、短時間過大電圧検出部３０の各電子回路を保護することができる。また、短時間過大電圧検出部３０の各電子回路に耐圧性を持たせることなく過大な電圧から保護することができるので、回路コストを軽減することができる。
【０１１４】
なお、図２３に示すように、漏電判定装置１００Ｇ１の短時間過大電圧検出部３０を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｂに置き換えて、漏電判定装置１００Ｇ２を構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１００、１００Ｂ、１００Ｃ，１００Ｄ１、１００Ｄ２、１００Ｅ１、１００Ｅ２、１００Ｆ１、１００Ｆ２、１００Ｇ１、１００Ｇ２ 漏電判定装置
１０ 零相変流器（ＺＣＴ）
２０、２０Ｃ 漏電判定装置、
２１ 漏電電流検出部
２２ 積分部
２３ 積分値判定部
２４ カウント加算部
２６ カウント積算部
２７ カウント比較部
３０、３０Ｂ、３０Ｃ１、３０Ｃ２、３０Ｄ１、３０Ｄ２、 短時間過大電圧検出部
３１ 過大電圧検出部
３２ 急峻波検出部
３３ 漏電判定方式変更部
３４ ダイオード部
３５ ダイオード電圧検出部
３６ 続流電圧検出部
３７ カウント減算部
４０ 遮断信号出力部
５０ 第２過大電圧検出部
６０ 論理和算出部
７０ 過大電圧継続検出部
８０ 第１抵抗部
９０ 第２抵抗部
ｔｈ１ 過大電圧検出閾値（第１過大電圧検出閾値）
ｔｈ２ 漏電電流検出閾値
ｔｈ３ 積分値判定閾値
ｔｈ４ ダイオード電圧検出閾値
ｔｈ５ ダイオードスライス電圧
ｔｈ６ カウント閾値
ｔｈ７ 続流電圧検出閾値
ｔｈ８ 第２過大電圧検出閾値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電判定装置に関する。特に、零相変流器の検出出力に応じて、交流電路に漏電が発生したか否かを判定する漏電判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
漏電遮断装置は、交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心（コア）と当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルとにより構成される零相変流器（ＺＣＴ）を有し、この零相変流器の当該コイル両端の検出出力である出力電圧に応じて、当該複数の一次導体に漏電が発生したか否かを判定する。
【０００３】
一次導体のいずれかに漏電が発生した場合には、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生し、当該差異に基づく漏電電流が発生する。更に、複数の一次導体の通電電流が全体的に不平衡となるため、当該漏電電流により発生する磁束により零相変流器のコアの磁束の状態が変化する。これにより、零相変流器のコイル両端に、漏電電流に対応する誘起電圧が検出される。
【０００４】
また、一次導体のいずれにも漏電が発生していない場合には、当該複数の一次導体の通電電流のベクトル和が零であるいわゆる平衡状態である。この平衡状態においては、零相変流器のコアに磁束は存在するが、これらの磁束は互いに打ち消し合い、零相変流器により前述した様な誘起電圧は検出されない。したがって、零相変流器のコイル両端の出力電圧を検出出力として出力することで、交流電路に漏電電流が発生したか否かを判定することができる。
【０００５】
漏電電流が検出される漏電のケースとしては、通常漏電、重地絡、雷サージの３種類の状態が考えられる。通常漏電は、漏電電流の電流値が比較的小さい漏電を指す。重地絡は、漏電電流の電流値が比較的大きく、かつ、その電流値が定期的に出現する漏電を指す。雷サージは、漏電電流の電流値が比較的大きく、かつ、その電流値が一時的に出現する漏電を指す。
【０００６】
３種類の漏電のうち、通常漏電と重地絡の場合には、長時間漏電が発生することが予想されるので、交流電路を介した電力供給を早急に遮断することが好ましい。一方、雷サージの場合には、一時的に漏電が発生するのみであるので、雷サージの度に交流電路を介した電力供給を遮断することは好ましくない。
【０００７】
従来の漏電遮断器として、雷サージによる不要遮断を防止することができる漏電遮断器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この漏電遮断器は、漏電電流を検出する第１の比較器よりも閾値が大きい第３の比較器により、雷サージや重地絡による地絡電流を漏電電流から区別する。さらに、第３の比較器の出力で起動する単安定マルチバイブレータが作成する時間ゲートの期間中に、第１の比較器から３波以上のパルスが出力されるか否かを３波カウンタで検出して雷サージと重地絡とを区別する。これにより、漏電と重地絡の場合のみ遮断信号出力回路から遮断信号を出力させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−０９４１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に示された漏電遮断器では、雷サージと重地絡とを区別するためには、いずれの場合であっても、電流値が比較的大きな漏電電流を３回カウントする必要がある。重地絡の場合には漏電電流が継続して流れる可能性があるので、人体保護等の観点から、より早急に重地絡であるか否かを判定することが好ましい。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、重地絡と雷サージとを早急に識別することが可能な漏電判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の漏電判定装置は、交流電路が貫通する零相変流器と、前記零相変流器の出力電圧から前記交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部と、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、前記交流電路を遮断するための遮断信号を出力する遮断信号出力部と、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する短時間過大電圧検出部と、を備える。
【００１２】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である過大電圧を検出する過大電圧検出部と、前記零相変流器の出力電圧の微分値が所定値以上である急峻波を検出する急峻波検出部と、前記過大電圧検出部により過大電圧が検出され、かつ、急峻波検出部により急峻波が検出された場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定方式変更部と、を備える。
【００１３】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、複数のダイオードが互いに逆方向に前記零相変流器と並列に挿入されたダイオード部と、前記ダイオード部の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更するダイオード電圧検出部と、を備える。
【００１４】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定処理を時延させる。
【００１５】
また、この発明において、前記漏電判定部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、を備え、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記積分部の出力電圧を低下させる。
【００１６】
また、この発明において、前記漏電判定部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、を備え、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記第３の所定電圧を大きくする。
【００１７】
また、この発明において、前記漏電判定部が、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、１カウント加算するカウント加算部と、前記漏電判定方式変更部により前記漏電判定方式を変更された場合、１カウント減算するカウント減算部と、前記カウント加算部により加算されるカウントと前記カウント減算部により減算されるカウントとを積算し、積算値を出力するカウント積算部と、前記カウント積算部により出力される積算値が所定値以上である場合、漏電が発生していると判定するカウント判定部と、を備える。
【００１８】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記カウント積算部により出力される積算値を低下させる。
【００１９】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部が、所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達し、かつ、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第２の所定電圧よりも大きい第４の所定電圧範囲外である状態が所定時間以上継続した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する。
【００２０】
また、この発明において、前記短時間過大電圧検出部により前記漏電判定部による漏電判定方式を変更した後、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第４の所定電圧よりも大きい第５の所定電圧範囲外である第２過大電圧を検出する第２過大電圧検出部を備え、前記遮断信号出力部が、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された場合、前記遮断信号を出力する。
【００２１】
また、この発明において、前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された状態が所定時間以上継続したことを検出する過大電圧継続検出部を備え、前記遮断信号出力部が、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記過大電圧継続検出部により前記第２過大電圧の状態が所定時間以上継続したことが検出された場合、前記遮断信号を出力する。
【００２２】
また、この発明において、前記零相変流器の出力電圧を分圧する抵抗部を備え、前記短時間過大電圧出力部が、前記抵抗部により分圧された電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、重地絡と雷サージとを早急に識別することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態における漏電判定装置の構成例を示す回路ブロック図
【図２】本発明の第１の実施形態における短時間過大電圧検出部の詳細構成例を示す回路ブロック図
【図３】図１に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図４】本発明の第２の実施形態における漏電判定装置の構成例を示す回路ブロック図
【図５】図４に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図６】本発明の第３の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図７】図６に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図８】本発明の第３の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図９】図８に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１０】本発明の第４の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図１１】図１０に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１２】本発明の第４の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図１３】図１２に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１４】本発明の第５の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図１５】図１４に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１６】本発明の第５の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図１７】図１６に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図１８】本発明の第６の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図１９】図１８に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図２０】本発明の第６の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【図２１】図２０に示した漏電判定装置の各回路が、各シーン（通常漏電、重地絡、雷サージ）の場合に出力する出力信号の波形の一例を示す図
【図２２】本発明の第７の実施形態における漏電判定装置の第１構成例を示す回路ブロック図
【図２３】本発明の第７の実施形態における漏電判定装置の第２構成例を示す回路ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１に示す漏電判定装置１００は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０、遮断信号出力部４０、を有して構成される。なお、本実施形態の漏電判定装置１００の各構成部は、アナログ回路により構成されている。
【００２７】
零相変流器１０は、三相の通電電流が流れる交流電路を構成する複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等の磁性体からなる環状の鉄心（コア）と、当該コアに巻回されたトロイダル状のコイルと、により構成される。零相変流器１０は、交流電路の往路方向を流れる電流と復路方向を流れる電流との間に差異が発生した場合には、その差異に基づく漏電電流が発生する。そして、漏電電流に対応する誘起電圧がコイルの両端に発生する。零相変流器１０は、この誘起電圧を零相変流器１０の出力電圧であるＺＣＴ出力電圧として漏電判定部２０及び短時間過大電圧検出部３０に出力する。また、零相変流器１０から電圧出力を得るために、零相変流器１０に対して並列に抵抗素子が挿入されている。
【００２８】
漏電判定部２０は、交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する。漏電判定部２０は、漏電電流検出部２１、積分部２２、積分値判定部２３、を備える。
【００２９】
漏電電流検出部２１は、比較器等により構成され、漏電電流が発生したことを検出する。ここでは、漏電電流検出部２１は、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である場合に、積分部２２へ電圧Ｈ（Ｈｉｇｈ）を出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２未満である場合に、積分部２２へ電圧Ｌ（Ｌｏｗ）を出力する。なお、電圧Ｈは電圧Ｌよりも高い。
【００３０】
積分部２２は、積分器等により構成され、漏電電流検出部２１の出力電圧を積算し、積算された電圧（積算電圧）を出力電圧として積分値判定部２３へ出力する。
【００３１】
また、積分部２２は、短時間過大電圧検出部３０の出力電圧（ここでは漏電判定方式変更部３３の出力電圧）が電圧Ｈである場合には、漏電判定部２０における漏電判定方式を変更する。漏電判定方式を変更するときには、例えば、積分部２２が、短時間過大電圧検出部３０の出力電圧が電圧Ｈであることを検出した時点で、積分値（積分電圧）を所定値だけ小さくする。また、積分部２２は、積分値を所定値小さくするのではなく、積分値判定閾値ｔｈ３を所定値だけ大きくするようにしてもよい。漏電判定方式を変更することで、ＺＣＴ出力電圧の電圧値を積算する時間の時間幅が大きくなる。つまり、短時間過大電圧検出部３０により、漏電判定部２０による漏電判定処理を時延させる。
【００３２】
積分値判定部２３は、積算された積分部２２の出力電圧である積算値及び短時間過大電圧検出部３０の出力電圧に基づいて、漏電が発生しているか否かを判定する。ここでは、積分値判定部２３は、積算値が積分値判定閾値ｔｈ３以上である場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｈを出力する。一方、積算値が積分値判定閾値ｔｈ３未満である場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｌを出力する。積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｈであることは、漏電が発生していると判定していることに相当する。
【００３３】
短時間過大電圧検出部３０は、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０は、過大電圧検出部３１、急峻波検出部３２、漏電判定方式変更部３３を備える。短時間過大電圧検出部３０により、雷サージを検出する。
【００３４】
過大電圧検出部３１は、図２に詳細を示すように比較器（ウィンドウコンパレータ）等により構成され、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値以上である場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値未満である場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｌを出力する。
【００３５】
なお、過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値は、漏電電流検出閾値ｔ２の絶対値よりも大きい。また、積分値判定閾値ｔｈ３は、漏電電流検出閾値ｔ２の絶対値よりも大きい。積分値判定閾値ｔｈ３は、例えば、漏電判定方式の変更なく漏電電流検出部２１の出力電圧として電圧Ｈが２回検出された場合に、積分電圧が積分値判定閾値ｔｈ３よりも大きくなるような値である。
【００３６】
急峻波検出部３２は、図２に詳細を示すように微分器（微分回路）等により構成され、ＺＣＴ出力電圧を微分する。そして、急峻波検出部３２は、微分された電圧が急峻波検出閾値以上である場合には、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｈを出力する。一方、微分された電圧が急峻波検出閾値未満である場合には、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｌを出力する。
【００３７】
漏電判定方式変更部３３は、ＡＮＤ回路等により構成され、過大電圧検出部３１の出力電圧と急峻波検出部３２の出力電圧との論理積に応じて、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｈ又はＬを出力する。具体的には、過大電圧検出部３１の出力電圧及び急峻波検出部３２の出力電圧がともに電圧Ｈである場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｈとなる。これ以外の場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｌとなる。漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈであることは、短時間過大電圧検出部３０が雷サージを検出したことに意味し、さらに、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更することを意味する。
【００３８】
遮断信号出力部４０は、比較器等により構成され、積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｈである場合に、電圧Ｈを出力する。一方、積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｌである場合に、電圧Ｌを出力する。つまり、遮断信号出力部４０は、漏電判定部２０により漏電が発生していると判定された場合、交流電路の電路接点を開放するための（交流電路を遮断するための）遮断信号を、上記電路接点を開放する引外しコイル（不図示）に送出する。
【００３９】
次に、漏電判定装置１００の動作を説明する。
図３は漏電判定装置１００の動作例を説明するためのタイムチャートである。
【００４０】
図３の「漏電電流」は、各ケース（通常漏電、重地絡、雷サージ）における零相変流器１０に発生する漏電電流を示すものである。図３に示すように、通常漏電の場合には比較的電流値が小さな漏電電流が発生し、重地絡の場合には比較的電流値が大きくかつ周期的な漏電電流が発生し、雷サージの場合には比較的電流値が大きくかつ一時的な漏電電流が発生する。
【００４１】
図３の「ＺＣＴ出力」は、各ケースにおける漏電電流に対応する零相変流器１０の出力電圧（ＺＣＴ出力電圧）を示すものである。
【００４２】
図３の「過大電圧検出部出力」は、各ケースにおける過大電圧検出部３１の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が過大電圧検出閾値ｔｈ１（＋ｔｈ１、−ｔｈ１）の絶対値以上となったときに、過大電圧検出部３１の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４３】
図３の「急峻波検出部出力」は、各ケースにおける急峻波検出部３２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、急峻波検出部３２の出力電圧が急峻波検出閾値以上となったときに（急峻波検出閾値は不図示）、急峻波検出部３２の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４４】
図３の「漏電判定方式変更部出力」は、各ケースにおける漏電判定方式変更部３３の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、過大電圧検出部３１の出力電圧と急峻波検出部３２の出力電圧とが共に電圧Ｈとなるので、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４５】
図３の「漏電電流検出出力」は、各ケースにおける漏電電流検出部２１の出力電圧を示すものである。通常漏電、重地絡、雷サージのそれぞれの場合、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２（＋ｔｈ２、−ｔｈ２）の絶対値以上となったときに、漏電電流検出部２１の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００４６】
図３の「積分出力」は、各ケースにおける積分部２２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなったときに、積分部２２は、積分値を所定値だけ小さくする。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となるタイミングが遅くなる。
【００４７】
図３の「遮断信号出力」は、各ケースにおける遮断信号出力部の出力電圧を示すものである。通常漏電及び重地絡の場合、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となったときに、遮断信号出力部４０の出力電圧は電圧Ｈとなる。一方、雷サージの場合、積分値は積分値判定閾値ｔｈ３未満のままであるので、遮断信号出力部４０の出力電圧は電圧Ｌのままである。
【００４８】
このような本実施形態の遮断判定装置１００によれば、雷サージの場合には短時間過大電圧検出部３０による作用により、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上になりにくくなる。すなわち、短時間過大検出部３０は、雷サージと判断した場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなるので、この電圧Ｈが入力される積分部２２は、例えばその入力時点での積分値を減少させる。したがって、雷サージの場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が例えば３回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００４９】
一方、通常漏電及び重地絡の場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が、雷サージよりも少ない回数である例えば２回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００５０】
このように、重地絡の場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が２回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、人体保護等を確実に行うことができる。また、雷サージの場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が３回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、交流電路が遮断されにくくなり、雷サージが発生する度に交流電路による電力供給が遮断されるという状況を回避することができる。
【００５１】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図４に示す漏電判定装置１００Ｂは、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｂ、遮断信号出力部４０、を有して構成される。つまり、短時間過大電圧検出部３０Ｂ以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、短時間過大電圧検出部３０Ｂについて主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【００５２】
零相変流器１０は、ＺＣＴ出力電圧を漏電判定部２０及び短時間過大電圧検出部３０Ｂに出力する。
【００５３】
短時間過大電圧検出部３０Ｂは、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０Ｂは、ダイオード部３４、ダイオード電圧検出部３５、を備える。短時間過大電圧検出部３０Ｂにより、雷サージを検出する。
【００５４】
ダイオード部３４は、図４に示すように、零相変流器１０と並列に一対のダイオードが互いに逆向きに配設される。なお、ダイオードの数は、少なくとも２個である。ダイオード部３４の各ダイオードは、所定電圧（ダイオードスライス電圧ｔｈ５、例えば１Ｖ）以上のときにのみ、アノードからカソードへ一方向にのみ電流を流す。したがって、ダイオード部３４は、通常漏電など、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５よりも小さい場合には、電流を流さない。また、重地絡や雷サージなど、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５よりも大きい場合には、ダイオード部３４は電流を流す。この結果、重地絡の場合には、ダイオード電圧検出部３５に入力される電圧はＺＣＴ出力電圧よりも小さくなる（スライスされる）。
【００５５】
ここで、ダイオード部３４は半導体素子により構成されているので、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５以上となった時点から電流を流す時点までの間に、多少のタイムラグが発生する。そのため、雷サージの場合には、先に説明したように短時間で過大な電圧（急峻波）が発生するので、ダイオードの特性から雷サージ発生時点ではダイオード部３４が電流を流さない。したがって、雷サージ発生時点では、過大電圧が発生しているがダイオード電圧検出部３５に入力されるＺＣＴ出力電圧はスライスされない。
【００５６】
ダイオード電圧検出部３５は、比較器等により構成され、ダイオード部３４の後段において、ＺＣＴ出力電圧がダイオード電圧検出閾値ｔｈ４以上である場合に、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧がダイオード電圧検出閾値ｔｈ４未満である場合に、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｌを出力する。電圧Ｈを出力することは、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更することに相当する。
【００５７】
なお、ダイオード電圧検出閾値ｔｈ４は、ダイオードスライス電圧ｔｈ５よりも大きく、第１の実施形態における過大電圧検出閾値ｔｈ１に相当する。また、ダイオードスライス電圧ｔｈ５は、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値よりも大きい。
【００５８】
次に、漏電判定装置１００Ｂの動作を説明する。
図５は漏電判定装置１００Ｂの動作例を説明するためのタイムチャートである。図３で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００５９】
図５の「ＺＣＴ出力」は、各ケースにおける漏電電流に対応する零相変流器１０の出力電圧（ＺＣＴ出力電圧）を示すものである。このＺＣＴ出力電圧は、必要に応じてダイオード部３４によりスライスされた状態を示している。重地絡の場合、ＺＣＴ出力電圧がダイオードスライス電圧ｔｈ５以上であるときに、ＺＣＴ出力電圧がスライスされている。また、雷サージの場合、ダイオードスライス電圧ｔｈ５以上のＺＣＴ出力電圧が発生しているが、急峻波であるためにＺＣＴ出力電圧がスライスされていない。
【００６０】
図５の「ダイオード電圧検出部出力」は、各ケースにおけるダイオード電圧検出部３５の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、ＺＣＴ出力電圧がダイオード電圧検出閾値ｔｈ４以上となったときに、ダイオード電圧検出部３５の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００６１】
図５の「積分出力」は、各ケースにおける積分部２２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、ダイオード電圧検出部３５の出力電圧が電圧Ｈとなった時点で、積分部２２は、積分値を所定値だけ小さくする。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となるタイミングが遅くなる。
【００６２】
このような本実施形態の遮断判定装置１００Ｂによれば、雷サージの場合には短時間過大電圧検出部３０Ｂによる作用により、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上になりにくくなる。すなわち、短時間過大検出部３０Ｂは、雷サージと判断した場合、ダイオード電圧検出部３５の出力電圧が電圧Ｈとなるので、この電圧Ｈが入力される積分部２２は、例えばその入力時点での積分値を減少させる。したがって、雷サージの場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が例えば３回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００６３】
一方、通常漏電及び重地絡の場合には、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値以上である回数が、雷サージよりも少ない回数である例えば２回以上になると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力される。
【００６４】
このように、重地絡の場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が２回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、人体保護等を確実に行うことができる。また、雷サージの場合には所定以上のＺＣＴ出力電圧が３回検出されると、交流電路による電力供給を遮断するので、雷サージが発生する度に交流電路による電力供給が遮断されるという状況を回避することができる。
【００６５】
さらに、ダイオード部３４を用いることで、比較器のためのオペアンプや微分器のためのオペアンプが不要になるので、遮断判定装置１００Ｂの回路構成が容易になる。
【００６６】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図６に示す漏電判定装置１００Ｃ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０Ｃ、短時間過大電圧検出部３０Ｃ１、遮断信号出力部４０、を有して構成される。つまり、漏電判定部２０Ｃ、短時間過大電圧検出部３０Ｃ１以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、漏電判定部２０Ｃ及び短時間過大電圧検出部３０Ｃ１について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。なお、本実施形態の漏電判定装置１００Ｃ１の構成部には、デジタル回路が用いられている。
【００６７】
零相変流器１０は、ＺＣＴ出力電圧を漏電判定部２０Ｃ及び短時間過大電圧検出部３０Ｃ１に出力する。
【００６８】
漏電判定部２０Ｃは、交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する。漏電判定部２０Ｃは、漏電電流検出部２１、カウント加算部２４、カウント積算部２６、カウント比較部２７、を備える。
【００６９】
カウント加算部２４は、デジタル回路の加算器等により構成され、所定の電圧以上の電圧値が入力される度に、「１」を加算する。つまり、カウント加算部２４は、「＋１」をカウント積算部２６へ出力する。したがって、カウント加算部２４は、漏電電流検出部２１の出力電圧が所定電圧以上である場合に、「＋１」を出力する。なお、ここでは、漏電電流検出部２１の出力電圧が電圧Ｈのときには所定電圧以上となり、漏電電流検出部２１の出力電圧が電圧Ｌのときには所定電圧未満となるように設計されている。
【００７０】
カウント積算部２６は、デジタル回路の加算器等により構成され、カウント加算部２４の出力値と短時間過大電圧検出部３０Ｃ１のカウント減算部３７の出力値とを加算して記憶する。カウント積算部２６の初期値は「０」である。つまり、カウント積算部２６は、デジタルカウンタとして機能する。例えば、短時間過大電圧検出部３０Ｃ１のカウント減算部３７の出力値「−１」を入力すると、カウント積算部２６の記憶値を「１」だけ減算する。また、カウント加算部２４の出力値「＋１」を入力すると、カウント積算部２６の記憶値を「１」だけ加算する。
【００７１】
カウント比較部２７は、デジタル回路により構成され、カウント積算部２６の出力値（記憶値）とカウント閾値ｔｈ６とを比較する。所定値とは、例えば「２」である。カウント比較部２７は、カウント積算部２６の出力値が所定値以上である場合に、「１」を出力する。一方、カウント積算部２６の出力値が所定値未満である場合に、「０」を出力する。カウント比較部２７の出力値が「１」であることは、漏電が発生していると判定していることに相当する。
【００７２】
短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、過大電圧検出部３１、急峻波検出部３２、漏電判定方式変更部３３、カウント減算部３７、を備える。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１により、雷サージを検出する。
【００７３】
カウント減算部３７は、デジタル回路の減算器等により構成され、所定の電圧以上の電圧値が入力される度に、「１」を減算する。つまり、カウント減算部３７は、「−１」を漏電判定部２０Ｃのカウント積算部２６へ出力する。したがって、カウント減算部３７は、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が所定電圧以上である場合、「−１」を出力する。これにより、漏電判定部２０Ｃによる漏電判定方式が変更される。なお、ここでは、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈのときには所定電圧以上となり、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｌのときには所定電圧未満となるように設計されている。
【００７４】
なお、カウント閾値ｔｈ６の絶対値は、例えば「２」であり、第１の実施形態で説明した積分値判定閾値ｔｈ３に相当する。
【００７５】
次に、漏電判定装置１００Ｃ１の動作を説明する。
図７は漏電判定装置１００Ｃ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図３で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００７６】
図７の「カウント減算部出力」は、各ケースにおけるカウント減算部３７の出力値を示すものである。雷サージの場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなるので、カウント減算部３７の入力電圧が所定電圧以上となり、カウント減算部３７の出力値が「−１」となる。
【００７７】
図７の「カウント積算部出力」は、各ケースにおけるカウント積算部２６の出力値を示すものである。カウント積算部２６は、各ケースにおいて、カウント加算部２４の出力値「＋１」を入力すると、１カウント加算する。また、雷サージの場合、カウント減算部３７の出力値「−１」を入力するので、その出力値を入力した時点で、１カウント減算する。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、カウント積算部２６の出力値がカウント閾値ｔｈ６以上となるタイミングが遅くなる。
【００７８】
図７の「遮断信号出力」は、各ケースにおける遮断信号出力部の出力電圧を示すものである。通常漏電及び重地絡の場合、カウント積算部２６の出力値がカウント閾値ｔｈ６以上となったときに、遮断信号出力部４０の出力電圧が電圧Ｈとなる。一方、雷サージの場合、カウント積算部２６の出力値がカウント閾値ｔｈ６未満のままであるので、遮断信号出力部４０の出力電圧は電圧Ｌのままである。
【００７９】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｃ１によれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、漏電判定部２０Ｃにおいてデジタル回路を用いているので、例えば温度特性が改善されるため、漏電判定の精度が向上する。つまり、重地絡と雷サージとを一層高精度に識別することができる。
【００８０】
なお、図８に示すように、漏電判定装置１００Ｃ１の短時間過大電圧検出部３０Ｃ１を、第２の実施形態で説明したダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｃ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｃ２を構成してもよい。また、図９は、漏電判定装置１００Ｃ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【００８１】
（第４の実施形態）
図１０は本発明の第４の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１０に示す漏電判定装置１００Ｄ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１、遮断信号出力部４０、を有して構成される。つまり、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【００８２】
短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、所定の短時間で過大なＺＣＴ出力電圧が発生したことを検出する。例えば、ＺＣＴ出力電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、過大電圧検出部３１、急峻波検出部３２、漏電判定方式変更部３３、続流電圧検出部３６、を備える。短時間過大電圧検出部３０Ｄ１により、雷サージを検出する。
【００８３】
続流電圧検出部３６は、比較器等により構成され、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７以上である状態が所定時間以上継続した場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７未満であったり、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７以上であるがその状態が所定時間以上継続しなかったりした場合に、漏電判定方式変更部３３へ電圧Ｌを出力する。ここでの所定時間とは、例えば、零相変流器１０の一次導体に接続されている交流電源の電源周期の１／４程度である。続流電圧検出部３６により、雷サージによる続流電圧を検出することができ、単なる瞬間的なノイズと雷サージとを区別することができる。
【００８４】
漏電判定方式変更部３３は、ＡＮＤ回路等により構成され、過大電圧検出部３１の出力電圧、急峻波検出部３２の出力電圧、及び続流電圧検出部３６の出力電圧、の論理積に応じて、漏電判定部２０の積分部２２へ電圧Ｈ又はＬを出力する。具体的には、過大電圧検出部３１の出力電圧、急峻波検出部３２の出力電圧、及び続流電圧検出部３６の出力電圧、が全て電圧Ｈである場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｈとなる。これ以外の場合には、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｌとなる。漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈであることは、短時間過大電圧検出部３０が雷サージを検出したことに意味する。
【００８５】
なお、続流電圧検出閾値ｔｈ７の絶対値は、漏電電流検出閾値ｔｈ２の絶対値よりも大きく、過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値よりも小さい。
【００８６】
次に、漏電判定装置１００Ｄ１の動作を説明する。
図１１は漏電判定装置１００Ｄ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図３で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００８７】
図１１の「続流電圧検出部出力」は、各ケースにおける続流電圧検出部３６の出力電圧を示すものである。重地絡及び雷サージの場合には、ＺＣＴ出力電圧が続流電圧検出閾値ｔｈ７以上である状態が所定時間以上継続しているので、続流電圧検出部３６の出力電圧は電圧Ｈとなる。
【００８８】
図１１の「漏電判定方式変更部出力」は、各ケースにおける漏電判定方式変更部３３の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、過大電圧検出部３１の出力電圧、急峻波検出部３２の出力電圧、続流電圧検出部３６の出力電圧、が全て電圧Ｈとなったときに、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなる。一方、重地絡の場合、続流電圧検出部３６の出力電圧が電圧Ｈとなることはあるが、過大電圧検出部３１の出力電圧と急峻波検出部３２の出力電圧とが電圧Ｈとならないので、漏電判定方式変更部３３の出力電圧は電圧Ｌのままである。
【００８９】
図１１の「積分出力」は、各ケースにおける積分部２２の出力電圧を示すものである。雷サージの場合、漏電判定方式変更部３３の出力電圧が電圧Ｈとなったときに、積分部２２は、積分値を所定値だけ小さくする。したがって、雷サージの場合には、通常漏電や重地絡の場合と比較して、積分値が積分値判定閾値ｔｈ３以上となるタイミングが遅くなる。さらに、続流電圧検出部３６の出力電圧が電圧Ｈとなるのは、雷サージによる急峻波が発生してから所定時間経過後であるので、続流電圧検出部３６を備えない場合と比較すると、積分値を減少させるタイミングが遅くなる。したがって、瞬間的な過大電圧のノイズのように、雷サージではないが同様の特性を有する信号を雷サージとは高精度に区別することができ、ノイズの場合には早急に遮断信号を出力し、雷サージの場合には遮断信号の出力を行わないようにすることができる。
【００９０】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｄ１によれば、第１の実施形態で説明した効果に加えて、雷サージと判定するまでに所定時間要することで、積分値を減少させるタイミングを遅らせることができる。したがって、雷サージと同様に過大電圧かつ急峻波の特性を有するノイズ等であっても、確実に雷サージと区別することができる。
【００９１】
なお、図１２に示すように、漏電判定装置１００Ｄ１の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｄ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｄ２を構成してもよい。また、図１３は、漏電判定装置１００Ｄ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【００９２】
（第５の実施形態）
図１４は本発明の第５の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１４に示す漏電判定装置１００Ｅ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１、遮断信号出力部４０、第２過大電圧検出部５０、論理和算出部６０、を有して構成される。つまり、第２過大電圧検出部５０及び論理和算出部６０以外の構成は、図１０に示した漏電判定装置１００Ｄ１と同じである。ここでは、第２過大電圧検出部５０及び論理和算出部６０について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。なお、本実施形態の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１は、過大電圧検出部３１の代わりに第１過大電圧検出部３１を備えているが、内容的には両者は同一なので、同一の符号を付す。
【００９３】
第２過大電圧検出部５０は、比較器等により構成され、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１の出力電圧が電圧Ｈとなった後に、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値以上である場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｈを出力する。一方、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値未満である場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｌを出力する。
【００９４】
なお、第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値は、続流電圧検出閾値ｔｈ６の絶対値以上であり、第１過大電圧検出閾値（過大電圧検出閾値）ｔｈ１の絶対値以下である。
【００９５】
論理和算出部６０は、ＯＲ回路等により構成され、積分値判定部２３の出力電圧又は第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｈを出力する。一方、積分値判定部２３の出力電圧及び第２過大電圧検出部５０の出力電圧が共に電圧Ｌである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｌを出力する。
【００９６】
次に、漏電判定装置１００Ｅ１の動作を説明する。
図１５は漏電判定装置１００Ｅ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図１１で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【００９７】
図１５の「第１過大検出部出力」は、各ケースにおける第１過大電圧検出部３１の出力電圧を示すものであり、先の図１１にて説明した「過大検出部出力」と同じである。
【００９８】
図１５の「第２過大検出部出力」は、各ケースにおける第２過大電圧検出部５０の出力電圧を示すものである。重地絡の場合には、雷サージの場合と異なり、過大な電圧が定期的に現れるが、ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値以上となるのが２回目となったときに、第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【００９９】
図１５の「遮断信号出力」は、遮断信号出力部４０の出力電圧を示すものである。積分値は積分値判定閾値ｔｈ３に達していなくても、第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈとなったときには、遮断信号出力部４０の出力電圧が電圧Ｈとなる。
【０１００】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｅ１によれば、第４の実施形態で説明した効果に加えて、第２過大電圧検出部５０により第２過大電圧を検出した場合には重地絡が発生したと判断することができ、積分値判定部２３の出力電圧が電圧Ｈとなる前に、遮断信号出力部４０により遮断信号を出力することができる。したがって、重地絡による漏電電流が大きい程人体への影響が大きいと考えられるが、早急に交流電路を介した電力供給を停止させ、人体保護を実現することができる。
【０１０１】
なお、図１６に示すように、漏電判定装置１００Ｅ１の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｄ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｅ２を構成してもよい。また、図１７は、漏電判定装置１００Ｅ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【０１０２】
（第６の実施形態）
図１８は本発明の第６の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図１８に示す漏電判定装置１００Ｆ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０Ｄ１、遮断信号出力部４０、第２過大電圧検出部５０、論理和算出部６０、過大電圧継続検出部７０、を有して構成される。つまり、過大電圧継続検出部７０以外の構成は、図１４に示した漏電判定装置１００Ｅ１と同じである。ここでは、過大電圧継続検出部７０について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【０１０３】
過大電圧継続検出部７０は、比較器等により構成され、ＺＣＴ出力電圧が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８以上である状態が所定時間以上継続した場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｈを出力する。つまり、第２過大電圧検出部５０の出力電圧が電圧Ｈである状態が所定時間以上継続した場合に、過大電圧継続検出部７０の出力電圧が電圧Ｈとなる。一方、ＺＣＴ出力電圧が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８未満であったり、ＺＣＴ出力電圧が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８以上であるがその状態が所定時間以上継続しなかったりした場合に、論理和算出部６０へ電圧Ｌを出力する。ここでの所定時間とは、例えば、零相変流器１０の一次導体に接続されている交流電源の電源周期の１／４程度である。過大電圧継続検出部７０により、重地絡による続流電圧を検出することができ、単なる瞬間的なノイズと重地絡とを区別することができる。
【０１０４】
論理和算出部６０は、ＯＲ回路等により構成され、積分値判定部２３の出力電圧又は過大電圧継続検出部７０の出力電圧が電圧Ｈである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｈを出力する。一方、積分値判定部２３の出力電圧及び過大電圧継続検出部７０の出力電圧が共に電圧Ｌである場合に、遮断信号出力部４０へ電圧Ｌを出力する。
【０１０５】
次に、漏電判定装置１００Ｆ１の動作を説明する。
図１９は漏電判定装置１００Ｆ１の動作例を説明するためのタイムチャートである。図１５で説明した内容と同じ内容については、説明を省略又は簡略化する。
【０１０６】
図１９の「過大電圧継続検出部出力」は、各ケースにおける過大電圧継続検出部７０の出力電圧を示すものである。重地絡の場合には、雷サージの場合と異なり、過大な電圧が定期的に現れる。ＺＣＴ出力電圧の絶対値が第２過大電圧検出閾値ｔｈ８の絶対値以上となるのが２回目であり、かつ、その状態が所定時間以上継続したときに、過大電圧継続検出部７０の出力電圧が電圧Ｈとなる。したがって、第５の実施形態の漏電判定装置１００Ｅ１と比較すると、遮断信号出力部４０により遮断信号が出力されるタイミングが遅くなることになる。
【０１０７】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｆ１によれば、第２過大電圧検出部５０と過大電圧継続検出部７０とを備えない場合と比較すると、重地絡が発生したことを早急に認識することができる。また、重地絡に瞬間的なノイズが重畳されると、重地絡が雷サージと誤判定されて、漏電判定されにくいように漏電判定方式が変更されてしまう可能性がある。このような場合であっても、過大電圧継続検出部７０を備えることで、重地絡であることを確実に認識することができる。
【０１０８】
なお、図２０に示すように、漏電判定装置１００Ｆ１の短時間過大電圧検出部３０Ｄ１を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｄ２に置き換えて、漏電判定装置１００Ｆ２を構成してもよい。また、図２１は、漏電判定装置１００Ｆ２のような構成とした場合の各部の出力例を示すタイムチャートである。
【０１０９】
（第７の実施形態）
図２２は本発明の第７の実施形態における漏電判定装置の構成例を示すブロック図である。図２２に示す漏電判定装置１００Ｇ１は、零相変流器１０、漏電判定部２０、短時間過大電圧検出部３０、遮断信号出力部４０、第１抵抗部８０、第２抵抗部９０、を有して構成される。つまり、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０以外の構成は、図１に示した漏電判定装置１００と同じである。ここでは、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０について主に説明し、他の構成については説明を省略又は簡略化する。
【０１１０】
第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０等の抵抗部は、それぞれ抵抗素子等により構成され、ＺＣＴ出力電圧を分圧する。つまり、重地絡や雷サージにより過大な電圧が過大電圧検出部３１に入力されることで、後段の電子回路を破壊する可能性があるが、ＺＣＴ出力電圧を分圧することで、電子回路を保護することができる。なお、分圧用の抵抗部は、２つに限られない。
【０１１１】
短時間過大電圧検出部３０は、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０により分圧された電圧が所定時間以内に所定電圧範囲外（ここでは過大電圧検出閾値ｔｈ１の絶対値以上）に達した場合、漏電判定部２０による漏電判定方式を変更する。
【０１１２】
次に、漏電判定装置１００Ｇ１の動作を説明する。
漏電判定装置１００Ｇ１の動作例を説明するためのタイムチャートは、図３と同様である。ただし、ＺＣＴ出力電圧が分圧されるので、その分だけＺＣＴ出力電圧は小さくなる。
【０１１３】
このような本実施形態の漏電判定装置１００Ｇ１によれば、第１抵抗部８０及び第２抵抗部９０を備えることで、重地絡や雷サージが発生した場合であっても、短時間過大電圧検出部３０の各電子回路を保護することができる。また、短時間過大電圧検出部３０の各電子回路に耐圧性を持たせることなく過大な電圧から保護することができるので、回路コストを軽減することができる。
【０１１４】
なお、図２３に示すように、漏電判定装置１００Ｇ１の短時間過大電圧検出部３０を、ダイオードを用いた短時間過大電圧検出部３０Ｂに置き換えて、漏電判定装置１００Ｇ２を構成してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１００、１００Ｂ、１００Ｃ，１００Ｄ１、１００Ｄ２、１００Ｅ１、１００Ｅ２、１００Ｆ１、１００Ｆ２、１００Ｇ１、１００Ｇ２ 漏電判定装置
１０ 零相変流器（ＺＣＴ）
２０、２０Ｃ 漏電判定装置、
２１ 漏電電流検出部
２２ 積分部
２３ 積分値判定部
２４ カウント加算部
２６ カウント積算部
２７ カウント比較部
３０、３０Ｂ、３０Ｃ１、３０Ｃ２、３０Ｄ１、３０Ｄ２、 短時間過大電圧検出部
３１ 過大電圧検出部
３２ 急峻波検出部
３３ 漏電判定方式変更部
３４ ダイオード部
３５ ダイオード電圧検出部
３６ 続流電圧検出部
３７ カウント減算部
４０ 遮断信号出力部
５０ 第２過大電圧検出部
６０ 論理和算出部
７０ 過大電圧継続検出部
８０ 第１抵抗部
９０ 第２抵抗部
ｔｈ１ 過大電圧検出閾値（第１過大電圧検出閾値）
ｔｈ２ 漏電電流検出閾値
ｔｈ３ 積分値判定閾値
ｔｈ４ ダイオード電圧検出閾値
ｔｈ５ ダイオードスライス電圧
ｔｈ６ カウント閾値
ｔｈ７ 続流電圧検出閾値
ｔｈ８ 第２過大電圧検出閾値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電路が貫通する零相変流器と、
前記零相変流器の出力電圧から前記交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部と、
前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、前記交流電路を遮断するための遮断信号を出力する遮断信号出力部と、
前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する短時間過大電圧検出部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である過大電圧を検出する過大電圧検出部と、
前記零相変流器の出力電圧の微分値が所定値以上である急峻波を検出する急峻波検出部と、
前記過大電圧検出部により過大電圧が検出され、かつ、急峻波検出部により急峻波が検出された場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定方式変更部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、
複数のダイオードが互いに逆方向に前記零相変流器と並列に挿入されたダイオード部と、
前記ダイオード部の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更するダイオード電圧検出部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定処理を時延させる漏電判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の漏電判定装置であって、
前記漏電判定部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、
前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、
前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、
を備え、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記積分部の出力電圧を低下させる漏電判定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の漏電判定装置であって、
前記漏電判定部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、
前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、
前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、
を備え、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記第３の所定電圧を大きくする漏電判定装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、
前記漏電判定部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、１カウント加算するカウント加算部と、
前記漏電判定方式変更部により前記漏電判定方式を変更された場合、１カウント減算するカウント減算部と、
前記カウント加算部により加算されるカウントと前記カウント減算部により減算されるカウントとを積算し、積算値を出力するカウント積算部と、
前記カウント積算部により出力される積算値が所定値以上である場合、漏電が発生していると判定するカウント判定部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記カウント積算部により出力される積算値を低下させる漏電判定装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達し、かつ、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第２の所定電圧よりも大きい第４の所定電圧範囲外である状態が所定時間以上継続した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の漏電判定装置であって、更に、
前記短時間過大電圧検出部により前記漏電判定部による漏電判定方式を変更した後、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第４の所定電圧よりも大きい第５の所定電圧範囲外である第２過大電圧を検出する第２過大電圧検出部を備え、
前記遮断信号出力部は、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された場合、前記遮断信号を出力する漏電判定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の漏電判定装置であって、更に、
前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された状態が所定時間以上継続したことを検出する過大電圧継続検出部を備え、
前記遮断信号出力部は、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記過大電圧継続検出部により前記第２過大電圧の状態が所定時間以上継続したことが検出された場合、前記遮断信号を出力する漏電判定装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、更に、
前記零相変流器の出力電圧を分圧する抵抗部を備え、
前記短時間過大電圧出力部は、前記抵抗部により分圧された電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定装置。
【請求項１】
交流電路が貫通する零相変流器と、
前記零相変流器の出力電圧から前記交流電路に漏電が発生しているか否かを判定する漏電判定部と、
前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、前記交流電路を遮断するための遮断信号を出力する遮断信号出力部と、
前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する短時間過大電圧検出部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である過大電圧を検出する過大電圧検出部と、
前記零相変流器の出力電圧の微分値が所定値以上である急峻波を検出する急峻波検出部と、
前記過大電圧検出部により過大電圧が検出され、かつ、急峻波検出部により急峻波が検出された場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定方式変更部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、
複数のダイオードが互いに逆方向に前記零相変流器と並列に挿入されたダイオード部と、
前記ダイオード部の出力電圧が前記第１の所定電圧範囲外である場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更するダイオード電圧検出部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定処理を時延させる漏電判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の漏電判定装置であって、
前記漏電判定部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、
前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、
前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、
を備え、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記積分部の出力電圧を低下させる漏電判定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の漏電判定装置であって、
前記漏電判定部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、所定電圧を出力する漏電電流検出部と、
前記漏電電流検出部の出力電圧を積分する積分部と、
前記積分部の出力電圧である積分電圧が前記第２の所定電圧以上である第３の所定電圧以上である場合、漏電が発生していると判定する積分値判定部と、
を備え、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記第３の所定電圧を大きくする漏電判定装置。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、
前記漏電判定部は、
前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さい第２の所定電圧範囲外である場合、１カウント加算するカウント加算部と、
前記漏電判定方式変更部により前記漏電判定方式を変更された場合、１カウント減算するカウント減算部と、
前記カウント加算部により加算されるカウントと前記カウント減算部により減算されるカウントとを積算し、積算値を出力するカウント積算部と、
前記カウント積算部により出力される積算値が所定値以上である場合、漏電が発生していると判定するカウント判定部と、
を備える漏電判定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、前記零相変流器の出力電圧が所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記カウント積算部により出力される積算値を低下させる漏電判定装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、
前記短時間過大電圧検出部は、所定時間以内に前記第１の所定電圧範囲外に達し、かつ、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第２の所定電圧よりも大きい第４の所定電圧範囲外である状態が所定時間以上継続した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の漏電判定装置であって、更に、
前記短時間過大電圧検出部により前記漏電判定部による漏電判定方式を変更した後、前記零相変流器の出力電圧が前記第１の所定電圧よりも小さく前記第４の所定電圧よりも大きい第５の所定電圧範囲外である第２過大電圧を検出する第２過大電圧検出部を備え、
前記遮断信号出力部は、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された場合、前記遮断信号を出力する漏電判定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の漏電判定装置であって、更に、
前記第２過大電圧検出部により前記第２過大電圧が検出された状態が所定時間以上継続したことを検出する過大電圧継続検出部を備え、
前記遮断信号出力部は、前記漏電判定部により漏電が発生していると判定された場合、又は、前記過大電圧継続検出部により前記第２過大電圧の状態が所定時間以上継続したことが検出された場合、前記遮断信号を出力する漏電判定装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の漏電判定装置であって、更に、
前記零相変流器の出力電圧を分圧する抵抗部を備え、
前記短時間過大電圧出力部は、前記抵抗部により分圧された電圧が所定時間以内に第１の所定電圧範囲外に達した場合、前記漏電判定部による漏電判定方式を変更する漏電判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２０００５２（Ｐ２０１２−２０００５２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１０３３（Ｐ２０１１−６１０３３）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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